Достучаться до небес. Научный взгляд на устройство Вселенной Рэндалл Лиза

Я поступила в аспирантуру в 1983 г., а проект БАКа был официально предложен в 1984 г. Так что в определенном смысле четверть века своей научной деятельности я ждала этот БАК! Теперь, наконец, я и мои коллеги получаем с БАКа данные и можем реально предположить, какие на этом пути нас могут ожидать открытия, к каким результатам в отношении массы, энергии и вещества могут в ближайшее время привести нас эксперименты.

В настоящее время БАК — это важнейшая экспериментальная установка в физике элементарных частиц. Понятно, что стоило коллайдеру заработать, как моих коллег–физиков охватили тревога и нетерпеливое возбуждение. Невозможно было войти в зал какогонибудь семинара, чтобы на тебя не накинулись с вопросами. Что происходит? Какая достигнута энергия столкновений? Теоретики интересовались такими подробностями, которые прежде для тех из нас, кто занимался расчетами и был далек от датчиков и экспериментальных установок, были едва ли не абстракцией. Наблюдался и обратный процесс. Экспериментаторы как никогда живо интересовались нашими последними разработками и жаждали побольше узнать о том, что им следует искать и что есть шанс открыть.

Даже на конференции в декабре 2009 г., посвященной темному веществу, участники с огромным интересом обсуждали БАК, который тогда только что завершил свой невероятно успешный дебют, получив первые высокоэнергетические протоны и первые столкновения. В то время после почти отчаяния, испытанного год назад, все просто горели энтузиазмом. Экспериментаторы с облегчением думали, что у них теперь есть данные, которые можно изучать и при помощи которых можно лучше разобраться в своих детекторах. Теоретики были счастливы, предвкушая скорое появление хоть какихнибудь ответов и достоверных выводов. Все работало просто сказочно хорошо. Пучки получались замечательные. Столкновения происходили. Аппаратура регистрировала события.

Однко путь к этой вехе оказался очень непростым, и в этой главе я подробнее расскажу об этом. Так что пристегните ремни — мы выезжаем на неровную дорогу!

ЭТОТ МАЛЕНЬКИЙ МИР

История Европейского центра ядерных исследований (CERN) началась на несколько десятилетий раньше истории БАКа. Вскоре после окончания Второй мировой войны был заложен первый Европейский ускорительный центр, в котором должны были проводиться эксперименты по изучению элементарных частиц. В то время многие европейские физики — и те, кто эмигрировал в США, и те, кто по–прежнему жил во Франции, Италии и Дании — мечтали о том, чтобы в их родные страны вернулась передовая наука. Американцы и европейцы договорились, что для ученых и науки будет лучше, если европейцы объединятся в достижении этой общей цели и вернут исследования в Европу, чтобы залечить следы разорения и всеобщего недоверия, оставленные недавно закончившейся войной.

В 1950 г. на конференции ЮНЕСКО во Флоренции американский физик Исидор Раби посоветовал создать лабораторию, которая способствовала бы восстановлению в Европе сильного научного сообщества. В 1952 г. для этого был основан Европейский совет по ядерным исследованиям — Conseil Europeenpourla Recherche Nucleaire, или CERN. Первого июля 1953 г. представители 12 европейских государств собрались вместе, чтобы создать Европейскую организацию ядерных исследований, а в следующем году была ратифицирована соответствующая конвенция. Аббревиатура CERN давно уже не отражает название исследовательского центра, да и изучают здесь сегодня не ядерную, а субъядерную физику, или физику элементарных частиц. Но, как часто бывает в бюрократических системах, за Центром сохранилось первоначальное название.

Исследовательский центр был специально построен в самом центре Европы, недалеко от Женевы, на границе Франции и Швейцарии. Центр расположен в сказочном месте у подножья гор Юра среди полей и лугов, а на горизонте прекрасно видны Альпы. Ученые, работающие в CERN, весьма спортивны — ведь в тех местах все под рукой, можно заниматься горными лыжами, кататься на велосипеде и просто ходить по горам. Улицы здесь названы именами знаменитых физиков, так что, будучи в гостях, можно прокатиться по улице Кюри, улице Паули или улице Эйнштейна. А вот архитектуре Центра не повезло — она стала жертвой времени; комплекс был построен в 1950–е гг. в безликом и экономном стиле, так что здания Центра выглядят очень просто, а внутри его — бесконечные коридоры и безликие кабинеты. Не помогло и то, что строился здесь научный комплекс, — стоит взглянуть на естественнонаучные корпуса почти любого университета, и увидишь, как правило, самые страшные здания во всем университетском городке. Оживляют это место (помимо природы, конечно) работающие здесь люди.

Вообще, всем международным сообществам ученых не вредно было бы внимательно изучить эволюцию CERN и его нынешнюю деятельность. Не исключено, что это самое успешное международное предприятие всех времен и народов. Даже в непростые послевоенные годы, когда Европа только что вышла из тяжелейшего конфликта, ученые 12 стран сумели объединить усилия и обеспечить развитие своему начинанию.

В первую очередь усилия ученых были направлены на соревнование с Соединенными Штатами и их научными институтами, не испытывавшими нужды в деньгах. До открытия в CERN калибровочных W- и –бозонов почти все открытия в физике элементарных частиц делались на американских ускорителях. Однажды, когда я еще студенткой в 1982 г. была на практике в Лаборатории имени Ферми, один физик вышел в холл и сказал, что они «просто обязаны открыть эти чертовы векторные бозоны» и покончить с доминированием Америки. Он выражал, вероятно, точку зрения многих европейских физиков того времени, хотя, вероятно, не слишком красноречиво, да и язык у него порядком заплетался.

И вот ученые Центра действительно нашли векторные бозоны, а теперь, после строительства БАКа, женевский объект, бесспорно, стал мировым центром экспериментальной физики элементарных частиц. Однако нельзя сказать, что это было очевидно заранее, в момент зарождения проекта БАКа. Американский сверхпроводящий суперколлайдер SSC, проект которого президент Рейган одобрил в 1987 г., разгонял бы частицы до почти втрое больших энергий, если бы Конгресс не прекратил его финансирование. Администрация Клинтона поначалу не поддерживала проект, начатый их республиканскими предшественниками, но ситуация изменилась после того, как президент Клинтон лучше понял, каковы в этом деле ставки. В июне 1993 г. он попытался предотвратить закрытие проекта, обратившись к Уильяму Нэтчеру, председателю Комитета по ассигнованиям Палаты представителей Конгресса; в письме было сказано: «Я хочу, чтобы вы знали о моей поддержке сверхпроводящего суперколлайдера… Отказаться от SSC в настоящий момент означало бы показать всему миру, что Соединенные Штаты отказываются от лидерства в фундаментальной науке — позиции, которую никто не оспаривает уже несколько поколений. Времена в экономике сейчас тяжелые, но наша Администрация поддерживает этот проект как инвестицию в науку и технику…». Когда в 2005 г. я встретилась с бывшим президентом, он напомнил мне о проекте SSC и спросил, что мы потеряли, отказавшись от него. Он признал, что, отказавшись от этого проекта, человечество упустило ценную возможность.

Примерно в то же время, когда Конгресс расправился с SSC, налогоплательщики выложили около 150 млрд долларов на борьбу с кризисом в области банковского кредитования; эта сумма многократно превосходила те 10 млрд долларов, в которые обошелся бы Соединенным Штатам SSC. Для сравнения: годовой дефицит бюджета США составляет солидную сумму — 600 долларов на каждого американца, а война в Ираке обошлась в 2000 долларов на каждого гражданина страны. Если бы проект SSC был реализован, сегодня мы уже достигли бы гораздо более высоких энергий, чем когдалибо достигнет БАК. А вскоре мы оказались безоружными перед финансовым кризисом 2008 г. и спасательными акциями правительства, которые обошлись налогоплательщикам еще дороже.

Предварительная стоимость БАКа оценивалась в 9 млрд долларов и была вполне сравнима с предполагаемой стоимостью SSC. На каждого европейца приходится около 15 долларов стоимости коллайдера, или, как любит говорить мой коллега по Центру ядерных исследований Луис Альварес–Гауме, европейцы за каждый год строительства БАКа должны были платить не больше, чем за бутылку пива. Очень сложно оценить в деньгах стоимость фундаментальных научных исследований того типа, которые ведутся на БАКе, но ведь именно фундаментальные исследования подстегнули внедрение электричества, полупроводников, Всемирной паутины и практически всех остальных технических новшеств, изменивших нашу жизнь. Кроме того, фундаментальные исследования развивают научное и техническое мышление, которое затем распространяется на все сферы нашей экономики. Может быть, практические результаты исследований на БАКе трудно сформулировать словами, но его научный потенциал очевиден. Мне кажется, нам следует согласиться с тем, что в данном случае европейцы, скорее всего, выиграют, а не проиграют.

Реализация долгосрочных проектов невозможна без веры, упорства и ответственности. К сожалению, в Соединенных Штатах все труднее встретить подобные качества. Прежде американская мечта вела нас к необычайным научным и техническим достижениям. Однако разумное и необходимое долгосрочное планирование становится все более редким явлением. Следует признать, что Европейский союз умеет доводить свои проекты до логического конца. Проект БАКа был задуман четверть века назад и принят к исполнению в 1994 г., однако он настолько сложен и глобален, что лишь теперь начинает приносить плоды.

Более того, CERN сумел привлечь к участию в проекте не только 20 стран — членов Центра, но и 53 государства, не входящие в организацию; все они принимали участие в проектировании, строительстве и испытаниях оборудования; сейчас на БАКе работают ученые из 85 стран. США официально тоже не является членом CERN, но сейчас в основных экспериментах на БАКе американцев участвует больше, чем раждан какой бы то ни было другой страны.

Всего в работе задействовано около 10000 ученых — примерно половина всех физиков Земли, занимающихся элементарными частицами. Пятая часть от этих десяти тысяч работает в Центре на постоянной основе и живет поблизости. С пуском БАКа столовые Центра перестали справляться с нагрузкой; практически невозможно было пообедать, чтобы не задеть подносом другого физика.

Население Центра многонационально; приезжающего сюда американца поражает, как много различных языков можно услышать в кафе, лабораториях и переходах. Кроме того, американец обязательно заметит непривычную вещь: здесь все курят и пьют вино. Некоторые американцы отмечают также превосходное качество еды в местных кафе и еды вообще. Европейцы с их более изысканным вкусом, как правило, находят это утверждение сомнительным.

Среди многочисленных сотрудников и гостей Центра есть и инженеры, и администраторы, и, естественно, множество физиков, которые непосредственно занимаются экспериментами; также здесь работает более 100 физиков–теоретиков. Центр устроен по иерархическому принципу. Вопросами политики и главными стратегическими решениями занимаются старшие администраторы и Совет. Глава Центра — генеральный директор (DirectorGeneral, DG); для американца название этой должности слегка отдает комедией, но на самом деле все объясняется просто: под началом генерального директора работает немало простых директоров. Совет Центра — это руководящий орган, ответственный за основные стратегические решения, в частности за планирование. Особое внимание Совет уделяет Комитету научной политики — главному совещательному органу, который помогает оценивать эксперименты и их научную ценность.

Крупные экспериментальные сообщества с тысячами участников имеют собственную структуру. Работа в них распределяется в соответствии с детекторными компонентами или типом анализа. Конкретная университетская группа может, к примеру, отвечать за какуюто часть аппаратуры или за один из типов возможной теоретической интерпретации результатов. У ученых–теоретиков в CERN больше свободы, чем у экспериментаторов; каждый может работать над любой интересующей его темой. Иногда работа теоретиков имеет отношение к какимто конкретным экспериментам, но в основном сфера их интересов — идеи, которые вряд ли получится экспериментально проверить в ближайшем будущем.

Тем не менее все без исключения специалисты по физике элементарных частиц с огромным интересом следят за развитием событий на БАКе. Они понимают, что будущие исследования в их области зависят от успешных экспериментов и открытий ближайших 10-20 лет. Они понимают масштабы задачи, но в глубине души согласны, что БАК как проект заслуживает самых восторженных оценок.

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ БАКа

Главным архитектором БАКа стал Лин Эванс. Я слышала одно из его выступлений в 2009 г., но встретиться с этим человеком мне довелось лишь на конференции в Калифорнии в начале января 2010 г. Момент был удачным — БАК наконец начал работать, и даже сдержанный валлиец Эванс светился радостью.

Лин прочел тогда чудесный доклад о тернистом пути, который ему пришлось преодолеть в процессе работы над Большим адронным коллайдером. Он рассказал о зарождении идеи коллайдера в 1980–х, когда CERN впервые официально рассмотрел вопрос о возможности его строительства. Затем следовал рассказ о событиях 1984 г., который большинство считает официальным началом истории БАКа. Тогда физики встретились в Лозанне с представителями отрасли машиностроения и представили им идею — столкнуть между собой два пучка протонов с энергией 10 ТэВ; позже целевая энергия была снижена до 7 ТэВ. Почти через 10 лет, в декабре 1993 г., физики представили в Совет Центра амбициозное предложение — построить БАК за десять лет. В то время план был отвергнут.

Первоначально одним из аргументов против строительства БАКа была серьезная конкуренция со стороны SSC. В октябре 1993 г., с закрытием американского проекта, этот аргумент потерял силу, и БАК стал единственным кандидатом на роль высокоэнергетического ускорителя. Многие физики тогда пришли к выводу, что этот проект может приобрести громадное значение. К тому же предварительные исследования оказались необычайно успешными. Робер Эймар [именно ему предстояло возглавлять Центр в период строительства коллайдера) собрал в ноябре 1993 г. новое совещание, которое пришло к выводу: Большой адронный коллайдер технически реализуем, экономически возможен и безопасен.

Главной трудностью при проектировании БАКа оказались разработка и производство в промышленных масштабах мощных магнитов, способных удержать ускоренные до высоких энергий протоны. Как мы уже видели в предыдущей главе, размеры существующего тоннеля поставили перед разработчиками сложнейшие технические задачи — ведь диаметр большого кольца был определен заранее, и поэтому требования к напряженности магнитного поля были очень жесткими. Лин радостно описывал нам «швейцарскую точность» первого десятиметрового дипольного магнита–прототипа, который инженеры и физики успешно испытали в 1994 г. Все работало как часы. При первом же пуске напряженность поля удалось поднять до целевого значения 8,73 Тл: начало было многообещающим.

Но, к несчастью, хотя европейское финансирование куда более стабильно, чем американское, непредвиденные трудности все же возникали. Так, бюджет Германии — главного донора Центра — пострадал в результате объединения страны (это произошло в 1990 г.). Германия урезала свои взносы в CERN и вместе с Великобританией выступила против любого серьезного увеличения расходов Центра. Кристофер Ллуэллин–Смит — британский физик–теоретик, сменивший нобелевского лауреата Карло Руббиа на посту генерального директора Центра, — как и его предшественник, активно поддерживал проект. Ллуэллин–Смиту удалось отчасти решить финансовую проблему за счет дополнительного финансирования со стороны Швейцарии и Франции — двух стран, на территории которых должен был разместиться коллайдер и которые должны были выиграть больше других в результате его строительства и работы.

На Совет Центра — и продемонстрированные технологии, и бюджетные вливания — произвели сильное впечатление, и проект БАКа был утвержден уже 16 декабря 1994 г. Более того, Ллуэллин–Смит и CERN убедили страны, не входящие в организацию, присоединиться к проекту. В 1995 г. к нему присоединилась Япония, в 1996 г. — Индия, затем Россия и Канада и, наконец, в 1997 г. за ними последовали и США.

Получив дополнительное финансирование, БАК смог обойти оговорку в первоначальном проекте, где предусматривалось два этапа строительства установки, причем на первом этапе предполагалось разместить лишь две трети магнитов. И с научной, и с финансовой точки зрения урезанное магнитное поле было неудачным решением, однако проектировщики пытались таким путем остаться в пределах ежегодных бюджетов. В 1996 г., когда Германия снова снизила свой вклад изза дополнительных расходов, связанных с объединением, финансовые перспективы проекта стали мрачными, однако в 1997 г. CERN добился разрешения компенсировать эти потери, впервые в своей истории финансируя строительство за счет кредитов.

После истории с бюджетом Лин заговорил о более приятных вещах. Он описал первую пробную сборку диполей в декабре 1998 г. — испытание нескольких магнитов, собранных в единую работоспособную комбинацию. Успешное испытание этой сборки подтвердило жизнеспособность проекта и стало важной вехой в истории коллайдера.

В 2000 г. электронно–позитронный коллайдер LEP разобрали, чтобы освободить место для БАКа. И все же, несмотря на то что новый коллайдер был собран в уже существующем тоннеле и унаследовал от своего предшественника некоторую часть персонала, вспомогательных мощностей и инфраструктуры, потребовалось еще немало человеко–часов и ресурсов, прежде чем LEP превратился в БАК.

Строительство БАКа проходило в пять этапов. Сначала строители соорудили выемки и возвели конструкции для экспериментальных установок; затем были налажены коммуникации; на следующем этапе создали криогенную линию дя охлаждения ускорителя. Ну и наконец установили все оборудование, включая диполи, все соединители и кабели, а затем система была протестирована в сборке.

Проектировщики CERN с самого начала составили очень точный график, который должен был скоординировать все этапы строительства. Но, как всем известно, «человек предполагает…» Надо ли говорить, что в данном случае все получилось именно так.

То и дело появлялись проблемы с финансированием. Помню, как в 2001 г. физиков охватили жуткое разочарование и тревога; тогда пришлось долго ждать ответа на вопрос, как быстро удастся разрешить возникшие серьезные проблемы с деньгами и продолжить строительство. Руководству Центра удалось справиться с перерасходом средств, но лишь за счет размаха деятельности Центра и его инфраструктуры.

Но даже после разрешения бюджетно–финансовых проблем строительство БАКа шло не слишком гладко. Периодически оно замедлялось изза целой серии непредвиденных событий.

Никто из тех, кто был занят на сооружении полости для компактного мюонного соленоида CMS (Compact Muon Solenoid), не мог, разумеется, предположить, что экскаваторы наткнутся на остатки галло–римского дворца IV в. Строительство было приостановлено, чтобы археологи могли изучить найденное сокровище; были найдены, в частности, старинные очень ценные монеты. Судя по всему, галло–римляне вводили единую валюту более успешно, чем сегодняшние европейцы: ведь евро до сих пор не вытеснило ни британский фунт, ни швейцарский франк. Особенно раздражает это британских физиков, которые, приезжая в CERN, обнаруживают, что у них нет денег даже на такси.

По сравнению с проблемами CMS сооружение выемки под детектор ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus — Тороидальный аппарат для БАКа) в 2001 г. прошло относительно мирно. Конечно, для этого потребовалось вынуть и вывезти 300 000 тонн скальных пород. Единственная проблема, с которой столкнулись строители, состояла в том, что после выемки породы дно рукотворной пещеры начало потихоньку подниматься — со скоростью около 1 мм в год. Это вроде бы немного, но даже такое движение могло нарушить точную центровку элементов детектора. Поэтому инженерам пришлось устанавливать в котловане чувствительные метрологические датчики. Они настолько эффективны, что регистрируют не только движения детектора ATLAS. Например, они почувствовали, к примеру, цунами 2004 г. и вызвавшее его землетрясение на Суматре, а также более поздние цунами.

Процесс строительства детектора ATLAS глубоко под землей выглядел впечатляюще. Крышка «склепа» для установки была отлита на земле и подвешена на тросах, а стены возводились снизу, пока не достигли свода. В 2003 г. в честь завершения строительства был устроен настоящий праздник, на котором внутри пустого пока сооружения, отдаваясь эхом от стен, играл альпийский рожок; судя по рассказу Лина, это очень развеселило присутствующих. После этого сама экспериментальная установка была спущена по частям в эту подземную пещеру и собрана на месте.

А вот строительство CMS встречало на своем пути все новые проблемы. Во время земляных работ они возникали не раз; оказалось, что стройка ведется не только на месте ценных археологических находок, но и над подземной рекой. В тот год шли сильные дожди, и проектировщики, инженеры и физики с удивлением обнаружили, что 70–метровый шахтный ствол, предназначенный для доставки вниз материалов, самостоятельно погрузился еще на 30 см вниз. Пришлось заморозить грунт вокруг стенок ствола и таким образом стабилизировать его. Кроме того, была укреплена порода вокруг полости при помощи дополнительных опорных стенок и гигантских шурупов длиной до 40 м. Не удивительно, что строительство установки CMS продолжалось дольше запланированного.

Отчасти спасло ситуацию то, что сама установка CMS достаточно компактна, и экспериментаторы вместе с инженерами решили собрать ее заранее. Разумеется, на поверхности строить и ставить на место отдельные узлы установки намного проще и быстрее — ведь здесь достаточно места и можно многие операции проводить параллельно. Кроме того, можно было заниматься сборкой, не отвлекаясь на то и дело возникавшие проблемы с грунтом.

Однако нетрудно представить себе, сколь устрашающе выглядела перспектива спуска этой громадной установки в готовое гнездо — я как раз подумала об этом во время первого визита на CMS в 2007 г. В самом деле, опустить установку на место оказалось очень непросто. Самый крупный ее узел опускали в громадную выемку при помощи специального крана; происходило это ужасающе медленно, со скоростью 10 м в час. Без такого «черепашьего шага» и точнейшей системы мониторинга было не обойтись — ведь между установкой и стенками камеры был всего лишь десятисантиметровый зазор. С ноября 2006 г. по январь 2008 г. в камеру было опущено 15 крупных узлов детектора. Время было рассчитано точно, и последняя часть установки встала на место незадолго до запланированной даты пуска БАКа.

Вслед за проблемами CMS на строительстве самого БАКа в июне 2004 г. разразился новый кризис; были выявлены нарушения в системе распределения жидкого гелия, известной как QRL. Инженеры CERN, разбиравшиеся в проблеме, обнаружили, что французская фирма, строившая систему, заменила проектный материал тем, что Лин назвал «пятидолларовой времянкой». Новый материал пошел трещинами, что привело к термическому сжатию внутренних труб. Дефектная деталь оказалась не единственной, и проверять пришлось все соединения в системе.

К тому моменту криогенная линия была уже частично установлена, а многие детали изготовлены и дожидались своей очереди на складах. Чтобы избежать новых задержек, инженеры решили сами отремонтировать уже изготовленные компоненты. Работа по изготовлению новых деталей, а также необходимость извлекать и заново устанавливать крупные узлы оборудования обошлись проекту в годовую задержку. По крайней мере это намного меньше, чем те десять лет, на которые могла бы, по мнению Лина и др., растянуться вся эта история, если бы в дело вступили юристы.

Без труб и готовой криогенной системы устанавливать магниты было невозможно. Поэтому 1000 магнитов стояла на парковочной площадке Центра, дожидаясь своей очереди. Даже с учетом того, что на местной парковке частенько гостят представительские BMW и «Мерседесы», ничего дороже, чем эти магниты суммарной стоимостью миллиард долларов, эта площадка никогда не видела. Никто их не украл, но открытая парковка — не лучшее место для хранения высокотехнологичного оборудования; это неизбежно повлекло за собой новые задержки, связанные тем, что магниты перед установкой пришлось восстанавливать до первоначального состояния.

В 2005 г. возник еще один едва ли не фатальный кризис, на этот раз связанный с внутренним триплетом, изготовленным в американской Лаборатории имени Ферми и в Японии. Внутренний триплет обеспечивает окончательную фокусировку протонных пучков перед столкновением. Он состоит из трех квадрупольных магнитов, снабженных криогенной системой и системой распределения энергии, — отсюда и название. Этот самый внутренний триплет не выдержал вакуумных испытаний. Хотя отказ, естественно, означал неприятности и задержки, инженеры все же смогли привести триплет в норму прямо в тоннеле, так что потери времени оказались не такими уж большими.

В целом 2005 г. оказался более успешным, чем его предшественник. В феврале была сдана под монтаж камера для CMS. Тогда же произошло и другое знаковое событие — в тоннель был спущен первый криодипольный магнит. Без магнитной конструкции БАК невозможен, поэтому установке и наладке криодипольных магнитов придавалось громадное значение. Благодаря тесному сотрудничеству Центра с частными промышленными предприятиями магниты были изготовлены в срок и обошлись сравнительно недорого. Конструкция магнита была разработана в Центре ядерных исследований, но производились они на предприятиях Франции, Германии и Италии. Первоначально (в 2000 г.) инженеры, физики и конструкторы CERN разместили заказ на 30 диполей, которые затем тщательно исследовали с точки зрения качества и стоимости; лишь после этого (в 2002 г.) была заказана основная масса магнитов — более тысячи штук. Стрмясь обеспечить качество, единообразие и минимизировать цену, CERN сохранил за собой ответственность за заказ основных компонентов и сырья. При этом Центру пришлось перевезти по Европе 120 000 т различных материалов — десять больших фур каждый день колесили по европейским дорогам на протяжении четырех лет. И это всего лишь небольшая часть предприятия по строительству БАКа.

После доставки готовые магниты были протестированы и аккуратно опущены через вертикальную шахту в тоннель у подножья гор Юра. Оттуда на специальных тележках их доставляли на свои места вдоль тоннеля. Поскольку магниты огромны и лишь несколько сантиметров отделяло их при транспортировке от стенок тоннеля, тележки управлялись автоматически; ориентировались они по нарисованной на дне тоннеля линии, которую распознавали оптические датчики. Чтобы по возможности избежать вибраций, тележка двигалась со скоростью около мили в час. Это означает, что на транспортировку магнита от места спуска на противоположную сторону кольца уходило семь часов.

В 2006 г., после пяти лет строительства, был получен последний из 1232 диполей. В 2007 г. главной новостью стало то, что последний магнит опущен в тоннель и установлен на место; затем было успешно проведено первое пробное охлаждение до целевой температуры -271 градусов по Цельсию секции ускорителя длиной 3,3 км. Тогда же впервые все кольцо магнитов было подключено к источнику энергии, и в обмотках сверхпроводящих магнитов пробной секции тоннеля начали циркулировать токи в несколько тысяч ампер. Это событие по традиции тоже было отпраздновано с шампанским.

Непрерывный охлаждающий контур был замкнут в ноябре 2007 г., и все шло неплохо, пока не грянула новая катастрофа, связанная на этот раз с так называемыми стыковочными модулями . Мы в США не всегда очень уж внимательно отслеживали ситуацию на БАКе, но на этот раз новость разлетелась мгновенно. Коллега из Центра поделился со мной серьезной обеспокоенностью: специалисты опасались, что отказ одного из элементов конструкции может обернуться глобальной проблемой. Что если аналогичные элементы по всей длине кольца имеют тот же производственный дефект?

Проблема связана с температурной разницей почти в 300 градусов между только что собранным «теплым» коллайдером и тем же коллайдером в охлажденном рабочем состоянии. Естественно, такая разница очень сильно действует на материалы, из которых изготовлена установка. Так, металлические части сжимаются при охлаждении и расширяются при нагревании. Сами диполи во время рабочей фазы уменьшаются в размерах на несколько сантиметров. Для 15–метрового объекта это, казалось бы, немного, но для поддержания сильного и однородного магнитного поля, способного корректно провести протонные пучки по тонкой трубке, обмотки должны быть расположены в пространстве с точностью до десятой доли миллиметра.

Чтобы компенсировать тепловое охлаждение и нагрев, диполи снабжены специальными пальцами, которые частично выходят из пазов, обеспечивая электрический контакт при охлаждении установки, а при нагреве вновь прячутся в пазы. Однако изза некачественных заклепок эти пальцы, вместо того чтобы уйти в пазы, были смяты. Хуже того, изза этого могли пострадать все соединения, и было совершенно не ясно, какие из них дефектны, а какие нет. Стояла сложнейшая задача — распознать и заменить каждую дефектную заклепку, не затягивая при этом работы на многие годы.

К чести инженеров Центра, они нашли простой способ воспользоваться существующими электрическими датчиками, установленными вдоль траектории пучка через каждые 53 м и обеспечивающего работоспособность электроники при пролете пучка. Инженеры изготовили специальный прибор размером с шарик для пинг–понга с генератором импульсов внутри, который мог перемещаться по той самой трубке, по которой должен был двигаться протонный пучок. Гонимый сжатым воздухом, «шарик» мог пройти целый сектор длиной 3 км, вызывая срабатывание электроники при прохождении каждого датчика. Если же электроника не регистрировала его на очередном контрольном пункте, это означало, что прибор уткнулся в разрушенный «палец». После этого инженеры приступали к ремонту на конкретных стыках, не вскрывая каждое соединение вдоль трассы.

После разрешения этой проблемы дорога к пуску БАКа, казалось, была расчищена. Все оборудование смонтировали, и коллайдер можно было запускать. В 2008 г. множество людей на планете держало за БАК кулаки; наконецто пришло время первого пробного пуска.

СЕНТЯБРЬ 2008–го: ПЕРВЫЕ ИСПЫТАНИЯ

Большой адронный коллайдер формирует протонные пучки и по-, еле серии ускоряющих «толчков» «впрыскивает» их в финальный кольцевой ускоритель. Там эти пучки направляются по кольцевой траектории вдоль тоннеля, чтобы, сделав крут, возвратиться в точности в ту же точку. Протоны получают возможность многократно пройти по кольцевому маршруту, прежде чем их начнут периодически отклонять и весьма эффективно сталкивать. Необходимо было последовательно протестировать каждый из этих этапов.

Первой вехой на этом пути стала проверка того, действительно ли пучки протонов могут циркулировать по тоннелю. Оказалось, что могут. Поразительно, но, когда после многих лет борьбы и с техническими, и с финансовыми проблемами в сентябре 2008 г. CERN запустил установку, два протонных пучка были сформированы практически без сучка, без задоринки; результат превзошел все ожидания. В тот день впервые два пучка протонов по очереди прошли по громадному тоннелю в противоположных направлениях. На этом шаге ввели в действие механизм инжекции; запустили средства управления контроля; убедились, что магнитное поле может удержать протоны на трассе, а магниты имеют заданные параметры и работают синхронно. В первый раз эта последовательность событий была реализована вечером 9 сентября. Все работало по плану или даже лучше на следующий день, когда проводились испытания.

Все, кто участвовал в проекте, описывают 10 сентября 2008 г. как день, который они никогда не забудут. Приехав в Центр через месяц, я на каждом шагу слышала рассказы об эйфории, охватившей в тот день всех. Люди с невероятным возбуждением следили за двумя световыми точками на экране компьютера. Первый пучок почти сумел вернуться в точку старта; потребовалась лишь небольшая подстройка, и менее чем через час пучок стал идти в точности по расчетной траектории. Сначала он проходил кольцевую трассу лишь несколько раз, но каждый последующий «впрыск» немного подправляли, и это число без проблем достигло нескольких сотен. Вскоре после этого удалось настроить и второй пучок; на это потребовалось около полутора часов.

Лин был так счастлив, что не подумал о передаче, которая велась в прямом эфире из пультовой коллайдера, где инженеры следили за отработкой проекта. Передача оттуда шла напрямик в Интернет, где за ними мог следить любой желающий. За точками на экранах компьютеров следило так много людей, что сайт Центра рухнул. Люди по всей Европе завороженно наблюдали за тем, как инженеры настраивали траектории протонных пучков, чтобы частицы двигались точно по кольцевой траектории. В самом Центре в это время царило ликование; физики и инженеры собирались в аудиториях, чтобы следить за происходящим на экранах. В этот момент перспективы коллайдера представлялись по–настоящему радужными. Но всего девятью днями позже эйфорию сменило настоящее отчаяние.

Предстояло провести два новых значительных испытания. Во-первых, пучки в кольце БАКа следовало разогнать до более высоких энергий, чем в первом испытании, где протоны вообще не разгонялись, а циркулировали по кольцу с той же энергией, с какой туда попали. Вторая часть плана предусматривала столкновение пучков, которое, разумеется, должно было стать самой серьезной вехой на пути к полноценной работе коллайдера.

Однако в последний момент —19 сентября — испытание было сорвано, несмотря на все усилия и предусмотрительность инженеров. Причем неудача была катастрофической. Простая ошибка при пайке медной оболочки, соединяющей два магнита, и недостаточное количество работающих выпускных клапанов в емкости с ждким гелием — и первое столкновение протонов состоялось лишь через год!

Когда ученые начали увеличивать ток в последнем восьмом секторе, «полетела» силовая шина между двумя магнитами. Силовая шина — это сверхпроводящий провод, соединяющий пару сверхпроводящих магнитов (рис. 27). Виной всему—некачественное сращение кабеля между двумя магнитами. На месте плохого контакта возникла электрическая дуга, пронзившая контейнер с гелием и внезапно превратившая 6 т жидкого гелия, которые в обычных условиях нагревались бы постепенно, в газ. Сверхпроводимость была потеряна.

РИС. 27. Силовая шина соединяет магниты между собой. Авария 2008 г. произошла изза плохой пайки на одном из таких соединений

Громадное количество гелия, одновременно превратившееся в газ, породило сильнейший гидравлический удар — практически взрыв. Меньше чем за 30 секунд энергия этого удара сдвинула с места несколько магнитов и уничтожила вакуум в протонной трубке, повредила изоляцию и испортила 600 м трубки сажей. 10 диполей были уничтожены полностью, а еще 29 повреждены так сильно, что их пришлось заменить. Ясно, что на подобный исход никто не рассчитывал. В зале управления, кстати говоря, даже не подозревали о происходящем, пока ктото не заметил, что изза истекающего в тоннеле гелия выключился один из компьютеров. Вскоре присутствующие поняли, что пучок тоже пропал.

Дополнительные подробности этого печального происшествия я узнала через несколько недель, во время очередного посещения Центра. Не забывайте, кстати, что конечная цель коллайдера и происходящих в нем столкновений — это концентрация в одной точке 14 ТэВ (14 трлн электрон–вольт) энергии в системе отсчета, связанной с центром масс. В первом пуске решено было провести столкновение на энергии всего лишь около 2 ТэВ, чтобы убедиться, что все работает как надо. Позже, во время рабочих пусков, инженеры планировали увеличить энергию столкновения до 10 ТэВ (по 5 ТэВ на пучок).

Однако изза поломки трансформатора 12 сентября произошла небольшая задержка, и планы изменились. Несколько дней, пока в тоннеле шли ремонтные работы, ученые продолжали испытывать секторы по отдельности, доводя показатели до величин, соответствовавших энергии пучка 5,5 ТэВ, и успели опробовать семь секторов из восьми. Они убедились, что все семь секторов способны работать в расчетном режиме при высоких энергиях; на восьмой сектор времени не хватило. Тем не менее было решено двигаться вперед и, поскольку никаких проблем выявлено не было, в первом же пробном пуске провести высокоэнергетические столкновения.

Все работало прекрасно до тех пор, пока инженеры не попытались вывести последний сектор на высокоэнергетический режим. Авария, надолго выведшая коллайдер из строя, произошла, когда поступила команда поднять энергию пучка примерно до 5,5 ТэВ; для этого ток в обмотках магнитов нужно было увеличить с 7000 до 9300 А. Это был, по существу, последний момент, когда чтото неожиданное еще могло случиться, — и оно случилось!

За год все в тоннеле было приведено в порядок; ремонтные работы обошлись примерно в 40 млн долларов. Проект располагал достаточным количеством запасных магнитов, чтобы заменить те 39 штук, которые уже невозможно было отремонтировать. В сумме замены потребовали 53 магнита (14 квадрупольных и 39 дипольных), расположенные в аварийном секторе тоннеля. Кроме того, пришлось очистить больше 4 км вакуумной трубки, установить новые ограничители на 100 квадрупольных магнитов и добавить 900 новых предохранительных клапанов для стравливания давления гелия. Было также установлено 6500 новых датчиков, обеспечивающих безопасность магнитной системы.

Самый большой риск, пожалуй, представляло наличие в системе 10 000 соединений между магнитами, каждое из которых потенциально могло вызвать те же проблемы. Опасность была выявлена, но можно ли было сказать наверняка, что проблема не возникнет вновь гденибудь в другой точке кольца? Необходимо было предусмотреть механизмы, способные выявить эту проблему, прежде чем она приведет к аварии. Инженеры CERN приняли вызов и вновь оказались на высоте. Теперь доработанная система регистрирует даже крохотные падения напряжения, свидетельствующие о присутствии сопротивления в какихто соединениях и возможном нарушении герметичности криогенной системы, охлаждающей установку до рабочих температур. Однако было решено еще немного отложить пуск коллайдера, чтобы доработать систему выпускных гелиевых клапанов и проверить лишний раз все контакты, а также медные кожухи самих магнитов. Конечно, это означало, что высшие энергии столкновений, на которые рассчитан БАК, будут достигнуты позже. Тем не менее новые системы, призванные отслеживать и стабилизировать состояние коллайдера, дали Лину и другим ученым уверенность в том, что в системе не возникнет критическое давление и катастрофы даже в самых тяжелых условиях удастся избежать.

В какомто смысле нам всем повезло, что инженеры и физики сумели устранить все эти недостатки, прежде чем коллайдер был выведен на рабочий режим, а экспериментальные установки подверглись облучению. Взрыв обошелся в год задержки, в течение которого ученые не могли гонять по тоннелю реальные пучки и пробовать их сталкивать. Год есть год, но, если говорить о поиске фундаментальной теории вещества, который ведется уже 40 лет, это совсем немного — а ведь человек пытается проникнуть в тайны Вселенной уже не одну тысячу лет.

21 октября 2008 г. администрация CERN провела все же одно запланированное заранее мероприятие. В тот день я вместе с полутора тысячами других физиков и мировых лидеров присутствовала на праздновании официального открытия БАКа недалеко от Женевы, которое было с немалым оптимизмом заранее — за несколько лет — запланировано на эту дату. Естественно, когда событие планировалось, никто не мог предвидеть, что за несколько недель до торжества произойдут катастрофические события. Праздничный день был полон торжественных речей, музыки и — что важно на любом культурном событии в Европе — хорошей еды. Несмотря на тревоги, связанные с сентябрьским инцидентом, все были полны оптимизма и надеялись, что эксперименты на коллайдере прольют свет на некоторые из тайн, окружающих темное вещество и фундаментальные природные взаимодействия.

Многие сотрудники Центра были недовольны тем, что празднование пришлось на такое трудное и тревожное время, но я считала, что это событие — символ успеха международного сотрудничества. Праздник был устроен не в честь великих открытий; он должен был подчеркнуть потенциал БАКа и энтузиазм, с которым множество стран приняли участие в его создании. Некоторые речи звучали поистине вдохновляюще. Так, французский премьер–министр Франсуа Фийон отметил значение фундаментальных исследований и то, что мировой финансовый кризис не должен мешать научному прогрессу. Президент Швейцарии Паскаль Кушпен говорил о благородном труде на благо общества. Профессор Жозе Мариану Гагу, португальский министр науки, техники и высшего образования, говорил о том, что наука выше бюрократии, а стабильность необходима для по–настоящему крупных научных проектов. Многие иностранные партнеры в тот день впервые посетили CERN. Рядом со мной во время церемонии сидел человек, работавший в Женеве в представительстве Евросоюза, но ни разу прежде не бывавший в Центре. После знакомства с Центром он сказал мне, что собирается в самом ближайшем будущем вновь приехать туда с друзьями и коллегами.

НОЯБРЬ 2009–го: НАКОНЕЦ–ТО ПОБЕДА

Вновь дело дошло до запуска БАКа 20 ноября 2009 г., и на этот раз все прошло с поразительным успехом. Мало того, что протонные пучки впервые за год закружились по тоннелю… Через несколько дней они наконец столкнулись, породив потоки частиц, которые направились прямиком в экспериментальные детекторы. Лин признал, что БАК работает даже лучше, чем он ожидал; это замечание показалось мне несколько странным—удивительно слышать такое от человека, трудами которого эта замечательная установка воплотилась в жизнь.

Маурицио Пьерини, молодой итальянский ученй, объяснил мне, что имел в виду Лин. Тесты, которые при настройке LEP в 1980–е годы заняли 25 суток (тогда по этому же тоннелю циркулировали пучки электронов и позитронов), на этот раз завершились меньше чем за неделю. Протонные пучки получились замечательно точными и стабильными. И все протоны послушно двигались по заданной траектории — отклонений почти не было. Оптика работала, стабильность сохранялась, трасса была восстановлена успешно. Реальные пучки полностью соответствовали тому, что показывали компьютерные модели.

Надо сказать, что экспериментаторы были очень удивлены, когда в 17:00 в воскресенье, всего через пару дней после начала новых испытаний, им сообщили, что на следующий день будут проведены первые столкновения. Считалось, что между возобновлением генерации пучков после аварии и первыми реальными столкновениями, которые можно будет наблюдать и измерить, должно пройти какоето время. А оказалось, что возможность испытать регистрирующую аппаратуру на реальных протонных пучках — а не на космических лучах, которыми экспериментаторы пользовались, ожидая пуска коллайдера — уже близка. Однако сообщили им об этом только накануне, а это означало, что нужно срочно перенастраивать компьютерные триггеры, которые должны сообщать компьютерам, какие именно столкновения интересуют экспериментаторов. Маурицио живо описал охватившую всех тревогу: ведь никто не хотел упустить первую реальную возможность провести эксперимент. На тэватроне, к примеру, результаты первого теста оказались испорчены изза случайного совпадения частот циркуляции пучка и записывающей системы. Никому не хотелось повторения подобной неудачи. Конечно, наряду с тревогой все заинтересованные лица чувствовали сильнейшее возбуждение.

РИС. 28. Краткий очерк истории БАКа

23 ноября 2009 г. в Большом адронном коллайдере наконец-то произошло первое столкновение частиц. Миллионы протонов столкнулись со встречным сгустком таких же протонов при инжекционной энергии в 900 ГэВ. Это означало, что после многих лет ожидания запланированные эксперименты нач

нут записывать результаты первых протонных столкновений в кольце БАКа.

Вскоре после этого протоны в кольце начали слегка разгонять; сначала были получены пучки с энергией 1,18 ТэВ — самые высокоэнергетические циркулирующие пучки за всю историю исследований. Всего через неделю после первых столкновений, 30 ноября, эти высокоэнергетические протоны встретились. Суммарная энергия столкновения, составившая 2,36 ТэВ, превзошла все ранее достигнутое и побила рекорд Лаборатории имени Ферми, продержавшийся восемь лет.

Результаты столкновения пучков регистрировали три различных детектора, и за следующие несколько недель были зафиксированы десятки тысяч таких столкновений. Эти столкновения, конечно, не обещали новых физических теорий, но оказались невероятно полезны для тестирования экспериментальных детекторов и исследования фона Стандартной модели — событий, которые не раскрывали еще ничего нового, но могли бы в принципе помешать реальным открытиям.

Физики–экспериментаторы всего мира с радостью встретили успех БАКа и достигнутые на нем рекордные энергии. Примечательно, кстати, что этот результат был получен в последний момент — еще чуть–чуть, и в середине декабря установку предстояло остановить до марта будущего года, так что вопрос стоял просто: либо декабрь, либо ждать еще несколько месяцев. Джефф Ричман, экспериментатор из Санта–Барбары, работающий на БАКе, рассказал мне об этом на конференции по темной материи. Оказалось, что он заключил пари с одним физиком из Лаборатории имени Ферми о том, сможет ли БАК до конца 2009 г. получить более высокоэнергетические столкновения, чем тэватрон в Фермилабе. По его веселому настроению было ясно, кто выиграл пари.

18 декабря 2009 г. волна интереса временно спала — после того судьбоносного прогона БАК был закрыт на каникулы. Лин Эванс завершил свой рассказ обсуждением планов на 2010 г. и обещанием заметно повысить энергию столкновений. Планировалось до конца года поднять ее до 7 ТэВ — значительный рост по сравнению с тем, чего удавалось достичь ранее. Эванс был оптимистичен и уверен в себе и в коллайдере — как оказалось, не без оснований; установка действительно без проблем подняла энергию до этой цифры.

После множества затруднений и задержек Большой адронный коллайдер начал наконец работать по графику (см. хронику проекта на рис. 28). Предполагалось, что вплоть до 2012 г. БАК будет работать на энергии 7 ТэВ или, возможно, чуть больше, а потом закроется по крайней мере на год для подготовки к работе на более высоких энергиях[33]. После этого инженеры попытаются поднять энергию столкновения как можно выше и довести ее по возможности до запланированных 14 ТэВ, а также поднять интенсивность пучка, чтобы увеличить число столкновений.

После повторного пуска в 2009 г. и детекторы, и сама установи ка работали как часы, так что заключительные слова Лина прозвучали вполне убедительно: «Приключения, связанные со строительством БАКа, завершились. Пришло время приключений, связанных с научными открытиями».

Физики уже давно с нетерпением ждали пуска БАКа. Научный прогресс невозможен без новых данных, а физика элементарных частиц, по крайней мере в части высокоэнергетических взаимодействий, давно уже живет на голодном пайке. Пока не появятся данные с БАКа, никто не сможет сказать, какие из многочисленных теорий и предположений о том, что лежит в основе Стандартной модели, верны. Но, прежде чем сделать попытку разобраться в наиболее интересных вариантах и возможностях, я хочу посвятить следующие несколько глав важным вопросам о рисках и неопределенностях, без которых невозможно корректно интерпретировать экспериментальные данные БАКа.

Мы начнем обсуждение с черных дыр в Большом адронном коллайдере и с того, почему они удостоились куда большего внимания, чем заслуживали.

ПОЧЕМУ ВОПРОС О ЧЕРНЫХ ДЫРАХ ВООБЩЕ ВОЗНИК?

В настоящее время физики рассматривают множество вариантов того, что сможет в конце концов породить БАК. В 1990–е гг. теоретики и экспериментаторы с особым удовольствием рассматривали новый тип сценариев, по которым при рабочих энергиях БАКа должны изменяться не только свойства частиц, но и сама гравитация. Одно интересное потенциальное следствие из этих теорий привлекло широкое внимание общественности, особенно далекой от физики. Речь идет о возникновении микроскопических низкоэнергетических черных дыр. Такие многомерные черные дыры, действительно, могут возникнуть, если верными окажутся предположения о дополнительных пространственных измерениях, высказанные, в частности, Раманом Сандрамом и мною. Физики оптимистично предполагают, что рождение таких черных дыр станет подтверждением теорий о модифицированной гравитации.

Однако все восприняли подобные предсказания с энтузиазмом! И в США, и в других странах нашлись люди, которых всерьез обеспокоила перспектива того, что появившиеся таким образом черные дыры могут всосать в себя все на Земле. На публичных лекциях меня часто спрашивали о таком сценарии развития событий. Я объясняла, почему такой опасности не существует. К несчастью, не все имели возможность узнать об этом из первых рук.

Сегодня Уолтер Вагнер — директор ботанического сада на Гавайских островах и юрист по образованию. А когдато ему приходилось заниматься и ядерной безопасностью. Вместе с испанцем Луисом Санчесом, автором альтернативной теории времени, Вагнер стал одним из самых воинствующих алармистов. Эти двое зашли так далеко, что подали в суд штата Гавайи иск против Европейского центра ядерных исследований, Министерства энергетики США, Национального научного фонда и американского ускорительного центра Фермилаб, пытаясь остановить пуск коллайдера. Если бы их целью было всего лишь затягивание пуска БАКа, то, пожалуй, проще было бы пусить голубя, который сбросил бы сверху на коллайдер кусок булки и тем самым причинил массу неприятностей и задержек (такая история, кстати, действительно имела место, но птица, судя по всему, сделала это по собственной инициативе). Но Вагнеру и Санчесу хотелось добиться полного запрета на пуск БАКа.

Вагнер и Санчес были не единственными, кого беспокоили черные дыры. Другой юрист, адвокат Гарри Леманн, написал книгу, в которой всерьез обсуждалось, кто окажется «крайним» на случай, если коллайдер засосет в себя всю Землю. В ней он собрал, кажется, все существующие опасения на этот счет. Блог, посвященный этой теме, сосредоточился в основном на страхах, связанных со взрывом 2008 г., и на вопросе, можно ли вновь пускать эту страшную машину. Опасались авторы блога, правда, не технических неполадок и новой катастрофы, такой же или еще более серьезной, как 19 сентября, а тех реальных физических явлений, которые могли возникнуть в рабочем тоннеле БАКа.

Воображаемые угрозы, которые Леманн и многие другие связывали с БАКом, сосредоточились на черных дырах, которые, как они полагали, могут целиком поглотить нашу планету. Паникеры жаловались на то, что в исследовании Группы оценки безопасности проекта БАКа отсутствует надежная оценка рисков в сфере квантовой механики, и вспоминали высказывание Ричарда Фейнмана и других физиков о том, что «никто до конца не понимает квантовую механику». Алармисты задавались вопросом: можно ли рисковать Землей ради любой, сколь угодно великой цели, даже если риск считается крохотным, и кто должен брать на себя груз ответственности за такое решение.

Хотя, конечно, мгновенная гибель Земли — бесспорный повод для тревоги, на самом деле последний вопрос был бы более уместен в дискуссии, к примеру, о глобальном потеплении. Содержание этой и следующей глав, я надеюсь, полностью убедит вас в том, что лучше озаботиться более насущными проблемами (к примеру, обесцениванием ваших пенсионных накоплений), чем страдать по поводу возможного исчезновения Земли в черной дыре. Хотя нарушение графика работ и бюджетные проблемы породили определенный риск для БАКа, теоретические соображения вкупе с исследованиями продемонстрировали всем, что насчет черных дыр можно не волноваться.

Поясню, чтобы не оставалось недомолвок: все сказанное не означает, что вопрос вообще не следовало задавать. Ученые должны предвидеть возможные опасности, которые могут возникнуть в результате их действий. Но в вопросе о черных дырах физики пришли к выводу, что реальных поводов для тревог нет. Прежде чем перейти к более детальному обсуждению рисков, я хочу поговорить о том, почему люди вообще задумались о черных дырах в коллайдере и почему страхи конца света были в конечном счете беспочвенными. То, о чем пойдет речь в этой главе, несущественно не только для нашей темы в целом, но даже и для следующей главы, в которой я расскажу, что будет исследовать БАК. Но на этом примере можно продемонстрировать, как думают физики, и подготовить почву для последующего более широкого рассмотрения рисков.

ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ В БОЛЬШОМ АДРОННОМ КОЛЛАЙДЕРЕ

Черные дыры — это объекты с таким сильным гравитационным притяжением, что все, что случайно или намеренно к ним приближается, попадает в ловушку. Что бы ни попало в пределы радиуса черной дыры, известного как горизонт событий, захватывается ею и навсегда остается внутри. Даже свет подпадает под действие громадного гравитационного поля черной дыры. Ничто не может выйти из черной дыры наружу. Любой объект, встретившись с черной дырой, становится ее частью, потому что законы гравитации неумолимы и «сопротивление бесполезно».

Черная дыра образуется в том случае, когда в небольшом объеме собирается достаточно вещества, чтобы тяготение стало доминирующей силой. Размеры области, в которую необходимо поместить все вещество для образования черной дыры, зависят от количества вещества, то есть от его массы. Небольшую массу придется собирать в соответствующий небольшой объем, а большую можно распределить по несколько большему пространству. Так или иначе, когда плотность повышается до громадных величин, а критическая масса оказывается внутри соответствующего объема, сила тяготения становится непреодолимой — и формируется черная дыра. В классической теории (то есть в соответствии с расчетами, сделанными без оглядки на квантовую механику) черные дыры растут, поглощая близлежащее вещество. Кроме того, согласно той же классической теории черные дыры никогда не испаряются и не исчезают.

До 1990–х гг. никто не думал о создании черных дыр в лаборатории, ведь минимальная масса, необходимая для этого, громадна по сравнению с массой обычной частицы или с энергией тогдашних коллайдеров. В конце концов, черные дыры воплощают в себе главенство гравитации, тогда как сила тяготения любой известной нам частицы пренебрежимо мала — гораздо меньше, чем связанные с ней другие силы, такие как электромагнетизм. Если сила тяготения такова, какой мы ее считаем, то во Вселенной с тремя пространственными измерениями столкновения частиц не дотягивают до необходимых энергий. Однако черные дыры во Вселенной все же существуют — более того, они, судя по всему, имеются в центрах большинства крупных галактик. Но энергия, необходимая для создания черной дыры, по крайней мере на 15 порядков превосходит все, что мы можем получить в лаборатории.

Так почему же мысль о возникновении черных дыр в Большом адронном коллайдере вообще пришла комуто в голову? Причина в том, что физики в какойто момент поняли: пространство и гравитация могут оказаться совершенно не такими, как то, что мы до сих пор наблюдали. Так, сила тяготения может распространяться не только на три известные нам пространственные измерения, но и на пока невидимые дополнительные измерения, которые до сих пор никому не удалось обнаружить. Эти измерения не продемонстрировали заметного влияния ни в одном из опытов, сделанных до сих пор учеными. Но не исключено, что на энергиях БАКа гравитация, связанная с дополнительными измерениями, — если она, конечно, существует — проявит себя так, что этот факт можно будет зарегистрировать.

В главе 17 мы поговорим об этом подробнее, пока же скажу только, что существование дополнительных пространственных измерений, упомянутое в главе 7, — это довольно экзотическая идея. Тем не менее у этой теории есть разумное теоретическое обоснование; мало того, она, возможно, сумеет объяснить необычайную слабость известного нам гравитационного взаимодействия. Не исключено, что в многомерном мире гравитация сильна, а в нашем наблюдаемом трехмерном мире чрезвычайно слаба. Или — согласно теории Рамана Сандрама и моей — в дополнительном измерении она может быть переменной, так что гдето в другом месте гравитация сильна, а в нашей конкретной области многомерного пространства слаба. Мы пока не знаем, верны ли подобные теории. С ними пока далеко не все ясно, но они принадлежат к числу тех, в которые эксперименты на БАКе, возможно, внесут определенность.

В сценариях, связанных с этими теориями, подразумевается, что при исследовании малых расстояний, на которых могут проявиться эффекты дополнительных измерений, может проявиться совершенно новая для нас сущность гравитационного взаимодействия. Теории, предусматривающие существование дополнительных измерений, предполагают, что физические свойства Вселенной на больших энергиях и малых расстояниях, которые мы скоро сможем исследовать, должны измениться. Если причина некоторых наблюдаемых явлений кроется в многомерности Вселенной, то гравитационные эффекты на энергиях БАКа должны оказаться намного сильнее, чем считалось ранее. Если так, то и результаты экспериментов на БАКе будут определяться не только тем тяготением, которое мы знаем, но и гораздо более сильным тяготением Вселенной с дополнительными измерениями.

При такой силе тяготения нельзя исключить, что протоны когданибудь столкнутся в крохотной области и концентрация энергии в ней достигнет уровня, необходимого для рождения многомерных черных дыр. Если эти черные дыры просуществуют достаточно долго, они начнут всасывть в себя вещество и энергию. А черная дыра, занимающаяся этим бесконечно, действительно опасна. Именно такой катастрофический сценарий предлагали алармисты.

К счастью, однако, классический расчет черных дыр — тот, что опирается исключительно на теорию гравитации Эйнштейна — не последнее слово в науке. На счету Стивена Хокинга много достижений, но одно из прославивших его открытий заключается в том, что квантовая механика дает веществу, попавшему в ловушку черной дыры, надежду на избавление. Квантовая механика допускает дегенерацию и гибель черных дыр.

Поверхность черной дыры горяча, причем ее температура зависит от массы дыры. И черные дыры излучают, как горячие угольки, посылая энергию во всех направлениях. При этом дыра продолжает поглощать все, что к ней приближается, но согласно законам квантовой механики частицы испаряются с ее поверхности и уносят энергию прочь, то есть потихоньку отнимают ее у черной дыры. Благодаря этому процессу даже крупная черная дыра может со временем излучить всю свою энергию и исчезнуть.

Энергии БАКа в лучшем случае еле–еле хватит для возникновения черной дыры, так что образоваться там смогут (если вообще смогут!) только очень маленькие черные дыры. Небольшая по размеру и чрезвычайно горячая черная дыра — а в БАКе могут возникнуть именно такие объекты — скорее всего, исчезнет мгновенно. Дегенерация, вызванная излучением Хокинга, эффективно и полностью истощит ее. Поэтому, даже если черные дыры действительно возникнут в БАКе, они просуществуют слишком мало, чтобы нанести какой бы то ни было вред. Большие черные дыры испаряются медленно, но крохотные черные дыры теряют всю свою энергию почти мгновенно. В этом отношении, кстати говоря, они ведут себя достаточно странно. Большинство объектов — угольки, к примеру— остывают по мере излучения. Черные дыры, наоборот, нагреваются, и самые высокие температуры имеют самые маленькие дыры, поэтому и излучают они эффективнее других.

Я принадлежу к племени ученых, поэтому все в моем рассказе должно быть безупречно. Технически в приведенном мною доводе, основанном на излучении Хокинга и дегенерации черных дыр, существует лазейка. Мы до конца понимаем устройство только достаточно больших черных дыр — в этом случае нам известны в точности все уравнения, описывающие их гравитационную систему. Хорошо известные и проверенные законы тяготения обеспечивают черным дырам надежное математическое описание. Однако у нас нет настолько же достоверной информации о том, что представляют собой очень маленькие черные дыры. В этом случае в игру уже вступает квантовая механика — не только при описании испарения черных дыр, но и при описании самой природы этих объектов.

Никто не знает наверняка, как решать уравнения, в которых и квантовая механика, и гравитация играют существенную роль. Пока лучшая попытка физиков сделать это — теория струн, но мы до конца не понимаем все ее следствия. Это означает, что в этой картине мира могут еще выявиться белые пятна. Крохотные дыры вряд ли будут вести себя точно так же, как большие черные дыры, свойства которых мы выводим при помощи классической теории гравитации. Может быть, маленькие черные дыры исчезают не с той скоростью, с какой мы ожидаем.

Но даже это — не слишком серьезная прореха в нашей картине. Понятно, что опасность могут представлять только те дыры, которые способны расти. Те же, которые не в состоянии поглотить достаточно вещества, проблем создать не смогут. Единственный потенциальный риск — ситуация, в которой крохотные черные дыры, прежде чем испариться, смогут вырасти до опасных размеров. Но, даже не зная в точности, что представляют собой квантовые черные дыры, мы можем оценить время их жизни. Оно настолько меньше того, которое требуется черной дыре, чтобы стать опасной, что даже обсуждать всерьез это нельзя. Поведение маленьких черных дыр не должно сильно отличаться от поведения знакомых нам нестабильных тяжелых частиц. Точно так же, как эти частицы, маленькие черные дыры должны очень быстро распадаться.

Однако некоторых по–прежнему беспокоило, что вывод Хокинга, хоть и не противоречит ни одному из известных законов природы, все же может оказаться неверным, а черные дыры—полностью стабильными. В конце концов, излучение Хокинга никто никогда не видел, поскольку известные черные дыры излучают слишком слабо и их излучение невозможно зарегистрировать имеющимися у нас средствами. Физики весьма скептически — и справедливо — относятся к этим возражениям, потому что в противном случае им пришлось бы отказаться не только от излучения Хокинга, но и от множества других доказанных аспектов физических теорий. Более того, рассуждения, на основании которых сделан вывод об излучении Хокинга, предсказывают и другие явления, которые ученым уже приходилось наблюдать, и это дает нам дополнительную уверенность в их обоснованности.

Тем не менее излучение Хокинга никто пока не видел. Поэтому, чтобы стопроцентно застраховаться от ошибок, физики задали себе вопрос: если излучения Хокинга не существует и черные дыры, которые, возможно, возникнут в БАКе, окажутся стабильными, то будут ли они представлять опасность?

К счастью, относительно безопасности черных дыр существует весьма сильное доказательство. Причем рассуждения здесь никак не связаны с вопросом о том, испаряются ли черные дыры; кроме того, эти рассуждения не теоретические, а напротив, основаны исключительно на наблюдениях. В июне 2008 г. два физика, Стив Гиддингс и Микеланджело Мангано, а вслед за ними и Группа оценки безопасности БАКа опубликовали на основании эмпирических данных подробные статьи, в которых убедительно исключили любые катастрофические сценарии, связанные с черными дырами[34]. Гиддингс и Мангано рассчитали частоту, с которой во Вселенной могли бы рождаться черные дыры, и влияние, которое они должны были бы оказать на окружающий нас мир, если бы были стабильными. Авторы заметили, что хотя здесь, на Земле, мы пока не умеем получать энергии, необходимые для возникновения чёрных дыр, в космосе такие энергии наблюдаются довольно часто. Существуют космические лучи — высокоэнергетические частицы, — которые довольно часто сталкиваются с другими объектами. Мы не имеем возможности подробно изучить результаты этих встреч, как изучаем результаты экспериментальных столкновений, но можно с уверенностью сказать, что многие из них происходят с энергией по крайней мере не меньшей, чем в БАКе.

Таким образом, если теории, связанные с дополнительными измерениями, верны, то черные дыры могут возникать внутри любых астрономических объектов — даже Земли или Солнца. Гиддингс и Мангано рассчитали, что в некоторых системах (частота образования черных дыр зависит от числа дополнительных измерений) черные дыры увеличиваются слишком медленно и не представляют опасности: даже через миллиарды лет развития черные дыры в большинстве своем остаются крохотными. В других моделях черные дыры могут поглотить достаточно вещества и стать крупными, но обычно они несут на себе электрический заряд. Если бы они и в самом деле представляли опасность, то, зародившись внутри Земли или Солнца, оказались бы в ловушке, и оба названных объекта давно исчезли бы. А раз Земля и Солнце вроде бы остаются на месте, то получается, что заряженные черные дыры — даже те, что стремительно поглощают вещество — не могут представлять опасности.

Таким образом, единственным потенциально опасным сценарием остается тот, в котором черные дыры не несут заряда, но могут расти достаточно быстро, чтобы представлять угрозу. В этом случае гравитационное притяжение Земли — единственная сила, способная замедлить их экспансию — оказалось бы недостаточно сильным и не смогло бы их остановить. Такие черные дыры могли бы пройти Землю насквозь, и мы уже не можем ссылаться на существование Земли, делая выводы об их потенциальной опасности. Однако Гиддингс и Мангано исключили и эту возможность, потому что другие, гораздо более плотные астрономические объекты — а именно нейтронные звезды и белые карлики — обладают достаточным гравитационным притяжением, чтобы захватить и остановить черные дыры.

Космические лучи со сверхвысокой энергией при столкновении с веществом плотных звезд с сильным гравитационным полем давно уже породили бы черные дыры именно того типа, которые потенциально могут возникнуть в коллайдере. Нейтронные звезды и белые карлики намного тяжелее Земли — их плотность настолько велика, что одной силы тяжести хватило бы, чтобы остановить черную дыру и удержать ее внутри. Если бы черные дыры действительно рождались при таких столкновениях и к тому же представляли бы опасность, они давно уничтожили бы эти объекты — а мы достоверно знаем, что они существуют миллиарды лет. К тому же на небе их много — а значит, черные дыры, если и существуют, то опасности определенно не представляют. Даже если они появлялись, то, должно быть, исчезали почти мгновенно — или в худшем случае оставляли после себя крохотные безобидные стабильные следы. У них просто не хватило бы времени нанести какойлибо вред.

В дополнение к сказанному следует заметить, что в процессе поглощения вещества и уничтожения космических объектов черные дыры испускали бы большое количество видимого света, который никто никогда не видел. Существование Вселенной в том виде, какой мы ее знаем, и отсутствие каких бы то ни было сигналов, свидетельствующих о разрушении белых карликов, — это, на мой взгляд, весьма убедительное доказательство того, что черные дыры, родившиеся в БАКе, безопасны. Состояние Вселенной позволяет нам сделать вывод о том, что Земле от родившихся в БАКе черных дыр ничего не угрожает.

Можете вздохнуть с облегчением. А я тем не менее продолжу тему черных дыр — на этот раз с собственной точки зрения — точки зрения человека, который работает в близкой области и занимается, в частности, темой дополнительных пространственных измерений, необходимых для рождения низкоэнергетических черных дыр.

Я заинтересовалась этим вопросом давно, еще до того, как пресса раздула тему черных дыр в Большом адронном коллайдере. У меня во Франции есть друг и коллега, работавший прежде в Европейском центре ядерных исследований. Теперь он занят в проекте под названием Auger[35] и изучает космические лучи при их прохождении через атмосферу в направлении земной поверхности. Он жаловался мне на то, что БАК отнимает у других исследователей ресурсы, которые позволили бы изучать те же энергетические диапазоны не в коллайдере, а непосредственно в составе космических лучей. Но, поскольку эксперименты с космическими лучами намного менее управляемы и точны, чем эксперименты в искусственной среде, то единственными событиями, которые там можно зафиксировать, были бы те, что оставляют после себя автограф: к примеру, испаряющиеся черные дыры.

Вместе с Патриком Мидом, работавшим тогда в Гарварде, мы решили вычислить число подобных событий, которые им, возможно, удастся зарегистрировать. Тщательные расчеты показали, что их намного меньше, чем в первоначальном прогнозе физиков. Нас не тревожила перспектива катастрофических событий ни на Земле, ни в космосе, и вы, я надеюсь, согласитесь, что реальной угрозы с этой стороны не существует.

Когда мы убедились, что проект Auger не обнаружит никаких черных дыр, даже если объяснение определенных явлений в физике частиц посредством дополнительных измерений верно, нам захотелось проверить предсказания некоторых физиков о том, что в БАКе черные дыры будут появляться регулярно и в большом количестве. Мы выяснили, что и эти предположения ошибочны. Хотя при приблизительных оценках действительно получалось, что в таких сценариях БАК будет порождать многочисленные черные дыры, наши расчеты показали, что на самом деле все обстоит иначе.

Нас с Патриком не тревожила перспектива образования опасных черных дыр. Мы хотели понять, смогут ли в БАКе образоваться маленькие, безобидные, стремительно испаряющиеся многомерные черные дыры (по которым можно было бы судить о существовании гравитации высших измерений). У нас получилось, что это будет происходить очень редко, если вообще будет. Разумеется, возникновение крохотных черных дыр, если оно возможно, стало бы фантастическим подтверждением теории, которую предложили мы с Раманом. Но я как ученый обязана уважать научные расчеты. Наши результаты не позволяли нам ожидать слишком многого. Мы с Патриком (как и большинство остальных физиков) не надеемся, что в коллайдере будут формироваться даже совсем маленькие черные дыры.

Именно так устроена наука. У когото возникает идея, он прорабатывает ее грубо и приближенно, а затем через какоето время сам он или ктото другой возвращается к этой идее вновь и проверяет детали. Тот факт, что первоначальную гипотезу после дополнительной проверки пришлось переработать, не свидетельствует о ее несовершенстве — это всего лишь признак того, что наука — дело сложное, а прогресс в ней часто достигается небольшими шажками. На промежуточных этапах иногда делаются самые разные поправки, и лишь потом мы окончательно останавливаемся на лучшем варианте — теоретически и экспериментально. Как ни печально, мы с Патриком не успели закончить вычисления вовремя и предотвратить тем самым шумиху в прессе, связанную с черными дырами, а также упомянутый в начале главы судебный иск.

Мы понимали, однако, что в коллайдере — вне зависимости от того, появятся ли там черные дыры — будут появляться другие интересные свидетельства высокоэнергетического взаимодействия частиц, которые сообщат нам чтото важное о фундаментальной природе взаимодействий и гравитации. И, возможно, мы сумеем при достаточно низких энергиях получить свидетельства в пользу существования высших измерений. До тех пор, пока мы не увидим этих экзотических явлений, нечего и надеяться на появление черных дыр. Но не исключено, что эти другие сигналы сами по себе смогут прояснить для нас некоторые аспекты гравитации.

Эта работа поясняет еще одну важную особенность науки. Хотя при переходе от одного масштаба к другому парадигмы иногда сдвигаются достаточно резко, в экспериментальных данных подобных сдвигов не наблюдается практически никогда. Иногда уже полученные данные предваряют сдвиг парадигмы (к примеру, когда квантовая механика в конце концов объяснила давно известные спектральные линии). Но часто небольшие отклонения данных, полученных в ходе активных экспериментов, от предсказанных величин служит лишь прелюдией к появлению куда более впечатляющих свидетельств. Даже опасные приложения научных знаний появляются постепенно. В какомто смысле ученых действительно можно обвинить в наступлении эры ядерного оружия, но нельзя сказать, что ктото из них вдруг, неожиданно, открыл атомную бомбу. Для ее создания недостаточно было понять, что масса эквивалентна энергии. Физикам пришлось много работать, чтобы привести вещество во взрывоопасную форму.

Черные дыры вызывали бы тревогу, если бы могли вырасти до гигантских размеров, а расчеты и наблюдения показывают, что этого не произойдет. Но даже если бы это было возможно, сначала о гравитационном сдвиге ученым сказали бы крохотные черные дыры или по крайней мере то гравитационное воздействие на столкновение частиц, о котором только что говорилось.

В качестве итога повторю еще раз: черные дыры не представляют никакой опасности. Но на всякий случай имейте в виду: я готова взять на себя полную ответственность, если черная дыра, возникшая в Большом адронном коллайдере, поглотит нашу планету. А пока вы можете последовать примеру моих первокурсников и заглянуть на сайт http://hasthelargehadroncolliderdestroyed.theworldyet.com.

Нейт Силвер, создатель блога FiveThirtyEight, лучше всего предсказавшего итоги президентских выборов 2008 г., в 2009 г. взял у меня интервью для книги о прогнозировании, над которой работал. В тот момент мы стояли перед лицом экономического кризиса, войны в Афганистане, ростом затрат на здравоохранение, потенциально необратимых изменений климата и других неотвратимых угроз. Я согласилась встретиться с ним отчасти из собственного интереса, потоу что меня интересовали взгляды Нейта на то, когда и почему сбываются прогнозы.

Тем не менее меня несколько озадачил тот факт, что Нейт выбрал для интервью меня. Я предсказывала только результаты столкновений элементарных частиц, а гости Лас–Вегаса, не говоря уже о правительстве, вряд ли заключают об этом пари. Подумалось, что Нейт, возможно, будет спрашивать про черные дыры в БАКе. Но, несмотря на отвергнутый к тому моменту судебный иск, мне не верилось, что Нейта интересует этот сценарий. Ведь настоящихто опасностей — взять хотя бы перечисленные выше — вокруг гораздо больше!

Нейта и, правда, не интересовала эта тема. Он задавал мне гораздо более тонкие вопросы о том, как физики рассуждают и откуда берут предсказания относительно БАКа и других экспериментов. Он всерьез интересуется прогнозированием, а ученые постоянно занимаются этим. Нейт хотел больше узнать о том, как мы выбираем вопросы, которые затем ставим перед собой, и какие методы используем в прогнозах. Эти же вопросы мы с вами вскоре рассмотрим более подробно.

Но, прежде чем говорить об экспериментах, которые ставятся на БАКе, и рассуждать о том, что мы можем там обнаружить, мы еще немного поговорим о рисках. Странное сегодняшнее отношение к рискам и путаница в вопросе о том, когда и как следует их предсказывать, безусловно, заслуживают нашего внимания. Новости каждый день сообщают о многочисленных трагедиях, причиной которых стали непредвиденные или не принятые во внимание проблемы. Возможно, физика элементарных частиц и представление о масштабных различиях помогут нам внести некоторую ясность в этот запутанный вопрос. Судебный иск по поводу черных дыр в БАКе был, разумеется, глупостью, но и он сам, и другие, по–настоящему насущные проблемы сегодняшнего дня поневоле заставляют задуматься о том, как важно заранее предусмотреть возможные риски.

Предсказания в физике элементарных частиц сильно отличаются от оценки рисков в реальном мире, и мы с вами в одной-единственной главе можем лишь очень поверхностно затронуть вопросы оценки и снижения рисков. Более того, пример с черными дырами не стоит обобщать, поскольку в данном случае риска как такового практически не существует. Тем не менее он может оказаться полезным при рассмотрении вопросов оценки и учета рисков. Мы увидим, что, хотя черные дыры в БАКе никогда никому не угрожали, некорректный прогноз часто бывает очень опасен.

РИСКИ СЕГОДНЯШНЕГО ДНЯ

Рассматривая предположения о черных дырах в БАКе, физики экстраполировали существующие научные теории на еще не исследованные энергетические масштабы. Обоснованные научные рассуждения и четкие экспериментальные данные позволили нам сделать вывод, что ничего катастрофического произойти не может, хотя мы и не знали на тот момент, что покажут реальные эксперименты. Ученые пришли к единому мнению о том, что опасность от черных дыр в коллайдере пренебрежимо мала и никак не может представлять проблемы, даже на промежутках времени, сравнимых со временем жизни Вселенной.

Такой подход в корне отличается оттого, как оценивают другие потенциальные риски. Я до сих пор не понимаю, как экономисты и финансисты несколько лет назад могли не заметить надвигающегося финансового кризиса и почему после того, как кризис удалось купировать, похоже, начали готовить почву для следующего. Экономисты и финансисты в своих прогнозах не высказывали единого мнения о том, что все будет в порядке, и все же никто не вмешался, пока экономика не оказалась на грани полного краха.

Осенью 2008 г. я принимала участие в одной междисциплинарной конференции, во время которой мне не в первый и не в последний раз задали вопрос о черных дырах. Вице–президент Goldman Sachs International, сидевший справа от меня, тихонько пошутил, что настоящая черная дыра, с которой нам придется иметь дело, — это экономика. Аналогия оказалась чрезвычайно удачной.

Черные дыры захватывают все, что оказывается поблизости, и преобразуют при помощи сильных внутренних сил. Черную дыру полностью характеризуют ее масса, заряд и величина, известная как угловой момент импульса, поэтому дыра не отслеживает, что именно и как попадает внутрь; захваченная информация, судя по всему, теряется. Черные дыры делятся этой информацией, но очень медленно, через тонкие корреляции в излучении, которое просачивается наружу. Мало того, крупные черные дыры испаряются медленно, тогда как мелкие исчезают почти мгновенно. Это означает, что если мелкие черные дыры не могут протянуть слишком долго, то крупные, по существу, слишком велики, чтобы погибнуть[36]. Это вам ничего не напоминает? Информация, а также долги и деривативы, попавшие в банки, оказались в ловушке и превратились в не поддающиеся расшифровке сложные активы.

Сегодня вокруг слишком много глобальных явлений, и мы, по существу, проводим крупномасштабные неуправляемые эксперименты. Однажды в радиошоу Coast to Coast меня спросили, буду ли я продолжать эксперимент — каким бы потенциально интересным он ни был, — если существует вероятность подвергнуть опасности весь мир. К неудовольствию консервативной аудитории радиоканала я ответила, что мы уже проводим такой эксперимент с выбросами углерода в атмосферу. Почему это тревожит лишь немногих?

Как и в случае с открытиями в научном мире, резкие изменения редко происходят без всяких предварительных признаков. Мы не знаем наверняка, что климат изменится катастрофически, но мы уже видим признаки перемен — тающие ледники и т. д. Возможно, в 2008 г. экономика рухнула внезапно, но многие финансисты знали достаточно и успели покинуть рынки до катастрофы. Новые финансовые инструменты и высокое содержание углерода потенциально способны подтолкнуть грядущие радикальные перемены. В подобных ситуациях вопрос заключается не в том, существует ли риск. Здесь нам нужно определить, какие следует принять меры предосторожности, чтобы устранить возможные опасности, и решить, какой уровень рисков считать приемлемым.

РАСЧЕТ РИСКОВ

В идеале одним из первых шагов должен быть расчет рисков. Иногда мы, люди, просто неверно оцениваем вероятности. Когда журналист Джон Оливер расспрашивал Уолтера Вагнера, одного из истцов в деле против БАКа, о черных дырах, то Вагнер полностью потерял доверие, которое к нему, может быть, ктото испытывал; он оценил вероятность того, что БАК уничтожит Землю, в 50%, потому что это событие либо произойдет, либо нет. Джон Оливер недоверчиво отозвался на это: «Не уверен, что вероятность работает так, как вы говорите». К счастью, Оливер прав, и мы способны оценивать вероятности лучше, чем Вагнер.

Но сделать это иногда очень непросто. Подумайте, к примеру, о вероятности губительных изменений климата, или о вероятности возникновения кризиса на Ближнем Востоке, или о судьбе экономики. Существуют и гораздо более сложные ситуации.

Дело не только в том, что уравнения, описывающие риски, сложно решаются. Дело в том, что мы зачастую просто не знаем, что это за уравнения. В вопросе о климатических изменениях мы можем строить модели и изучать исторические записи. В двух других ситуациях мы можем поискать исторические аналогии или попытаться построить упрощенные модели. Но во всех трех случаях любой прогноз будет смазан сильнейшими неопределенностями.

Точный и надежный прогноз — дело сложное. Даже когда мы изо всех сил стараемся учесть в модели все существенные нюансы, входные данные и предположения, лежащие в ее основе, могут существенно повлиять на результат. Оптимистичный прогноз не имеет смысла, если модель построена на предположениях, связанных с серьезными неопределенностями. Чтобы прогноз имел какуюто ценность, необходимо тщательно рассматривать эти неопределенности и никогда о них не забывать.

Прежде чем обратиться к другим примерам, позвольте мне привести в качестве иллюстрации к проблеме забавный случай. В начале своей научной карьеры я обратила внимание на то, что Стандартная модель допускает для определенной величины гораздо более широкий иапазон, чем предсказывалось ранее, за счет квантово–механической составляющей, размер которой зависел от недавно (на тот момент) измеренной и удивительно большой массы t–кварка. Когда я представила свои выводы на конференции, мне предложили построить график зависимости предсказанной мной величины от массы t–кварка. Я отказалась, зная, что эта величина зависит от слишком многих параметров и что оставшиеся неопределенности не позволят построить здесь простую кривую. Однако среди коллег нашелся «специалист», который, недооценив неопределенности, всетаки построил график (мне почемуто кажется, что сегодня многие прогнозы в реальной жизни делаются именно так), и некоторое время на его предсказание достаточно широко ссылались. Со временем, когда эту величину измерили, и она не попала в предсказанный диапазон, такая несогласованность нашла простое и верное объяснение: эксперт был слишком оптимистичен в оценке неопределенностей. Очевидно, лучше избегать подобного подхода как в науке, так и в любой жизненной ситуации. Мы хотим, чтобы прогнозы имели смысл, а это возможно только при тщательном учете неопределенностей.

Реальные ситуации бывают еще более «упрямы» и требуют, чтобы мы еще осторожнее обращались с неопределенностями и неизвестными. Нужно с оглядкой подходить к прогнозам, в которых невозможно учесть или просто не учтены все эти вещи.

Одна из проблем прогнозирования связана с корректной оценкой системных рисков, которые почти всегда очень трудно перевести в количественную форму. В любой крупной взаимосвязанной системе меньше всего внимания уделяется крупномасштабным элементам, которые «тянут» за собой модели множественных отказов, возникающих изза многочисленных взаимосвязей между меньшими частями. Информация может потеряться при передаче или просто остаться незамеченной. Такие системные проблемы способны многократно умножить последствия любых других потенциальных рисков.

Будучи членом комиссии по безопасности исследовательских программ NASA, я не раз сталкивалась с подобными структурными проблемами. Как известно, подразделения космического агентства раскиданы по всей стране. И если о своей технике и оборудовании отдельные центры агентства еще заботятся, то качество связи между ними никого особенно не интересует и денег в эту инфраструктуру вкладывается куда меньше. В путешествиях между подразделениями информация легко теряется. В адресованном мне электронном письме аналитик по рискам Джо Фрагола, работавший в NASA и аэрокосмической отрасли и проводивший на этот счет специальное исследование, писал: «Мой опыт говорит о том, что анализ рисков, проведенный без совместного участия специалистов по конкретным вопросам, команды системной интеграции и риск–аналитиков, не имеет смысла. В частности, так называемые риск–анализы под ключ превратились в упражнения по статистике и представляют в настоящее время лишь академический интерес». Слишком часто аналитикам приходится поступаться либо широтой, либо подробностью, хотя в долгосрочной перспективе важно и то и другое.

Одним из самых наглядных примеров подобной ошибки (из целого ряда других) стал инцидент на платформе British Petroleum в Мексиканском заливе в апреле 2010 г. В лекции, прочитанной в Гарварде в феврале 2011 г., Черри Мюррей, декан Гарвардского университета и член Национальной комиссии по утечке нефти на платформе Deepwater Horizon, назвал ошибки руководства ВР одной из серьезнейших составляющих аварии. Ричард Сирс, бывший вице–президент компании Shell Oil Co., который в комиссии был старшим советником по науке и техническим вопросам, рассказал, что руководство ВР мыслило, как он выразился, «гиперлинейно»; оно пыталось решать проблемы по очереди, одну за другой и даже не пыталось сформировать общую картину происходящего.

Физика элементарных частиц — высокоспециализированная и сложная отрасль, цель которой — выделить простые элементарные составляющие и научиться строить четкие прогнозы на базе наших гипотез. Наша задача — получить доступ к маленьким расстояниям и большим энергиям, а не разбираться в сложных взаимосвязях. Хотя мы зачастую не знаем, какая из предложенных моделей верна, мы можем предсказать—для каждой конкретной модели, — какого рода событий следует ожидать, к примеру, когда протоны в коллайдере столкнутся друг с другом. А когда мелкие масштабы входят в более крупные, то эффективные теории этих крупных масштабов говорят нам, какое место занимают в них мелкие масштабы и какие ошибки мы можем совершить, если проигнорируем такие детали.

Однако в большинстве реальных ситуаций нет того четкого и понятного разделения по масштабам, о котором мы говорили в главе 1. Несмотря на то что иногда мы пользуемся одними и теми же методами, уже несколько нью–йоркских банкиров успели заявить, что «финансы — это не раздел физики». В банковском деле без знаний о взаимодействиях на мелких структурных уровнях, как правило, невозможно предвидеть крупномасштабные результаты тех или иных действий.

Отсутствие четкого понимания границ между масштабами может привести к катастрофическим последствиям. Возьмем коллапс банка Barings. До своего падения Barings, основанный в 1762 г., был старейшим коммерческим банком Британии. Он финансировал наполеоновские войны, покупку Луизианы и строительство канала Эри. Тем не менее в 1995 г. несколько неудачных ставок, сделанных одним–единственным трейдером в крохотной сингапурской конторе, его разорили.

Чуть ближе к нам по времени махинации Джозефа Кассано из страховой компании AIG едва не привели к гибели компании и создали угрозу крупного финансового коллапса уже в мировом масштабе. Кассано возглавлял относительно небольшое (400 человек) подразделение AIG Financial Products в составе этой компании. Дела AIG обстояли относительно стабильно до тех пор, пока Кассано не начал использовать кредитно–дефолтные свопы (сложный финансовый инструмент, продвигаемый банками и относящийся к категории внебиржевых деривативов) для хеджирования ставок по обеспеченным долговым обязательствам (биржевым деривативам).

Задним числом мы знаем, что его схема хеджирования представляла собой пирамиду. Тем не менее группа Кассано легко довела объем внебиржевых деривативов до 500 млрд долларов, из которых более 60 млрд долларов было завязано на низкокачественные ипотечные кредиты. Если бы, как в физике, мелкие подразделения объединялись в крупные системы, то информация об их действиях (или их результаты) в надлежащем порядке появилась бы на более высоком уровне и руководитель среднего звена смог бы без труда вмешаться в ситуацию. Но разделение масштабов в компании, к несчастью, широко нарушалось, причем без всякой на то необходимости; в результате махинации Кассано остались практически незамеченными. Его деятельность не регулировалась. Эти внебиржевые деривативы были рассредоточены по всему миру, и никто не разглядел потенциальных последствий такой практики. Когда разразился кризис низкокачественной ипотеки, AIG оказалась к нему не готова и рухнула под тяжестью убытков. Заплатить по ее долгам пришлось американским налогоплательщикам.

Регулирующие органы следили (до некоторой степени) за стандартными параметрами безопасности отдельных компаний, но никто не рассматривал и не оценивал систему в целом и встроенные в нее взаимосвязанные риски. Сложные системы с перекрывающимися долгами и обязательствами нуждаются в лучшем понимании внутренних связей и всеохватывающем способе оценки, сравнения и принятия решений по рискам и компромиссам в интересах будущих прибылей. Эта проблема относится практически к каждой крупной системе.

Отсюда мы приходим к еще одному фактору, затрудняющему расчет рисков и управление ими: человеческая психика, с одной стороны, и рыночная и политическая системы, с другой, по–разному понимают долгосрочные и краткосрочные риски — иногда разумно, но чаще с позиции сиюминутной выгоды. Большинство экономистов понимали, что рыночные пузыри не могут бесконечно расти. Риск состоял не в том, что пузырь может лопнуть (неужели ктото всерьез верил, что цены на недвижимость будут вечно удваиваться за небольшой промежуток времени?), а в том, что он лопнет в ближайшем будущем. Польоваться ростом пузыря или даже раздувать его (пусть даже вы знаете, что поддерживать это раздувание до бесконечности невозможно) не всегда глупо и близоруко, но вы должны быть готовы в любой момент забрать свою прибыль (или бонусы) и прикрыть дело.

Если говорить об изменении климата, то мы не знаем, какими показателями можно описать таяние гренландской ледяной шапки. Если же мы захотим определить, начнет ли она таять в определенный период времени, то вероятности окажутся еще более неопределенными. Но незнание конкретных чисел — не повод прятать голову в лед (или в талую воду).

Мы с трудом находим общий язык в вопросах о рисках, связанных с изменением климата, и о том, как и когда нужно принимать меры; причина в том, что изменения в окружающей среде нарастают относительно медленно. И мы не знаем, как определить цену любого нашего действия или бездействия. Если бы изменения климата были резкими, а их последствия — драматическими, мы бы с гораздо большей готовностью соглашались на немедленные меры. (Разумеется, как бы быстро мы ни действовали, к тому моменту было бы уже поздно.) Это означает, что некатастрофические изменения климата тоже заслуживают внимания.

Но, даже если вероятность определенного исхода хорошо известна, человек по природе своей склонен по–разному оценивать маловероятные события с катастрофическими результатами и весьма вероятные, но не столь драматичные события. Мы гораздо чаще слышим об авиакатастрофах и терактах, чем о дорожно-транспортных происшествиях, хотя в них ежегодно гибнет гораздо больше людей. Люди обсуждали черные дыры, ничего не понимая ни в физике, ни в вероятностях, потому что последствия катастрофического сценария казались очень страшными. С другой стороны, множество относительно мелких рисков совершенно не привлекают внимания, потому что их последствия не слишком заметны. Даже подводное бурение до аварии в Мексиканском заливе многие считали совершенно безопасным.

Еще одна связанная с этим проблема состоит в том, что самые большие прибыли и потери возникают на «хвостах» вероятностного распределения — среди наименее вероятных событий, которые мы к тому же знаем хуже всего. В идеале хорошо было бы проверить наши расчеты при помощи среднесрочной оценки или усреднения предыдущих схожих ситуаций. Но если прежде ничего подобного не происходило (или если мы игнорируем такую возможность), то у нас просто нет данных для статистической оценки. Когда риск или возможная выгода на «хвостах» распределения достаточно велики, то именно они фигурируют в прогнозах — если, конечно, вам заранее известно, что они собой представляют. Ясно только, что если событий слишком мало и усреднять нечего, то традиционные статистические методы неприменимы.

Причиной финансового кризиса стали события, которые не попали в поле зрения экспертов. Немало людей сумело заработать деньги, основываясь на предсказуемых аспектах экономики, но к самым нежелательным сценариям привели события, которые считались весьма маловероятными. Моделируя надежность финансовых инструментов, специалисты, как правило, использовали данные лишь за несколько последних лет и не учитывали возможность, что в экономике может наступить спад или что он будет таким резким. Оценки того, следует ли регулировать финансовые инструменты, основывались на данных за короткий промежуток времени, причем такой, на протяжении которого рынки только росли. Позже специалисты вынуждены были признать принципиальную возможность падения рынков, но оценка возможных масштабов этого падения оказалась сильно занижена и невозможно было верно предсказать подлинную цену, которую экономике придется заплатить за недостаточное регулирование. Практически никто не обращал внимания на «маловероятные» события, подталкивавшие мир к кризису. Поэтому риски, которые в ином случае оказались бы очевидными, даже не рассматривались. На самом же деле даже маловероятные события необходимо учитывать, если они могут оказать на ситуацию существенное влияние.

Оценку рисков сильно затрудняет тот факт, что исходные посылки, на которых она основана, тоже могут оказаться ошибочными, и вероятность этого, в свою очередь, очень сложно оценить. А без этого любые оценки становятся следствием предубеждений их авторов и, естественно, внушают законное недоверие. Кроме того, помимо личных предпочтений, скрытых в исходных посылках, многие решения в области практической политики должны приниматься с учетом неизвестного количества неизвестных — факторов, которые невозможно или не удалось предвидеть. Иногда мы просто не в состоянии предугадать в точности именно то маловероятное событие, которое позже породит проблемы. Все это может превратить любые попытки прогнозирования в пустые упражнения для ума.

СМЯГЧЕНИЕ ПОСЛЕДСТВИЙ РИСКОВ

К счастью для нас, мы абсолютно уверены, что вероятность возникновения в коллайдере опасных черных дыр чрезвычайно мала. Мы не знаем численного значения вероятности катастрофического исхода, но нам это и не нужно — она слишком мала. Любое событие, которое за все время жизни Вселенной наверняка не произойдет даже однажды, можно смело игнорировать.

Однако в более общем случае можно сказать, что численная оценка приемлемого уровня риска невероятно сложна. Ясно, что мы хотим вообще исключить серьезные риски, то есть любые события, которые могут угрожать жизни, планете и вообще всему, что нам дорого. Но для тех рисков, которые мы можем принять, нам нужен способ оценки: мы должны знать, кто выиграет от этого события и кто проиграет. Короче говоря, необходима система, которая поможет нам оценить и предвидеть риски.

По поводу изменений климата и других потенциальных опасностей, которыми он занимается, специалист по оценке рисков Джо Фрагола сказал мне следующее: «Настоящая проблема не в том, может ли все это произойти, и не в том, какие повлечет за собой последствия. Основная проблема в том, каковы вероятность этих событий и связанная с ней неопределенность. И какую часть глобальных ресурсов следует выделить на борьбу с подобными рисками, исходя не только из вероятности события, но и из вероятности того, что мы в силах чтонибудь с этим сделать».

Чиновники часто полагаются при оценке рисков и принятии решений на так называемый анализ по соотношению «затраты — выгоды». На первый взгляд эта идея представляется достаточно простой. Рассчитайте, сколько вам придется заплатить за те или иные выгоды и прикиньте, стоит ли игра свеч. Кажется, все предельно логично. Но на практике реальный анализ затрат и выгод провести иногда очень сложно. Проблема не только в том, чтобы измерить затраты и выгоды, что само по себе может оказаться непросто; проблема в том, что зачастую надо сначала определить, что мы подразумеваем под затратами и выгодами. Многие гипотетические ситуации содержат слишком много неизвестных, чтобы можно было точно вычислить любой из этих параметров или рассчитать риски. Ведь необходимо учесть — или хотя бы распознать — все неопределенности!

Безусловно, человечеству пригодилась бы разумная система, способная предугадывать затраты и риски на ближайшее будущее. Но все не так просто. Не любой, даже вполне реальный, обмен можно оценить исходя исключительно из стоимости. Что если вещь, которой вы можете лишиться, вообще невозможно заменить? Если бы всепожирающая чёрная дыра могла возникнуть в БАКе со скольконибудь серьезной вероятностью в течение жизни одного поколения — или хотя бы в ближайший миллион лет, — мы, разумеется, отказались бы от этого проекта.

В долговременной перспективе человечество, бесспорно, получает от фундаментальных исследований немалые выгоды, но экономическую стоимость отказа от проекта редко можно достоверно рассчитать, потому что оценить эти выгоды количественно практически невозможно. Наша цель в экспериментах с БАКом — получить знания, лучше понять природу фундаментальных взаимодействий, а возможно, и природу пространства. Среди предполагаемых выгод — образованное, технически подготовленное и мотивированное человечество, вдохновляемое глубокими мыслями о Вселенной и ее устройстве. На практическом уровне мы разовье информационный успех Европейского центра ядерных исследований и будем развивать грид–технологии, которые позволят обрабатывать информацию глобально; кроме того, достижения в области сверхпроводников и магнитных технологий будут полезны при разработке различных медицинских аппаратов, таких как МРТ. Возможно, со временем открытия в области фундаментальной науки найдут себе новые практические применения, но предвидеть их почти невозможно.

Вообще, анализ «затраты — выгоды» всегда трудно применять к фундаментальной науке. Один юрист в шутку заметил, что наряду с громадными рисками, о которых предпочитают помалкивать, БАК имеет крохотный шанс на получение грандиозных результатов, о которых все только и говорят, если сумеет решить все проблемы мира. Разумеется, ни один из названных сценариев не укладывается в схему стандартных расчетов затрат и выгод, но юрист — невероятно! — старался корректно их сформулировать[37].

Можно сказать одно: наука выигрывает от того, что ее цель — «вечные» истины. Если вам удастся разгадать, как устроен мир, ответ будет верным вне зависимости от того, сколько времени вам потребовалось на его поиски. Конечно, никто не хочет, чтобы наука развивалась медленно. Но задержка длиною в год наглядно продемонстрировала, как опасно спешить в таком деле, как пуск коллайдера. Как правило, ученые стараются действовать наверняка.

Практически в любой скольконибудь сложной ситуации — идет ли речь об изменении климата или о банковском деле — анализ «затраты — выгоды» сталкивается с множеством проблем. В принципе, такой анализ имеет право на существование, да и возражений фундаментального толка против него нет, но от способа его приложения зависит очень многое. Я за то, чтобы этот метод применялся более научно. Мы должны четко представлять себе неопределенности, заложенные в тех числах, которые получаются в результате расчетов. Как в любом научном анализе, мы должны брать в расчет возможные ошибки, предположения и предубеждения и не забывать о них рассказывать.

Так, в вопросе об изменении климата имеется один очень существенный фактор: относятся ли затраты и выгоды, о которых идет речь, к отдельному человеку, стране или земному шару в целом. Кроме того, потенциальные затраты или выгоды могут переходить из одной категории в другую, но мы далеко не всегда это учитываем. Одна из причин того, почему американские политики решили не подписывать Киотский протокол, состоит в том, что они пришли к выводу: если его принять, то затраты для американцев — особенно для американского бизнеса — окажутся гораздо существеннее возможных выгод. Однако они не взяли при этом в расчет долгосрочные затраты, связанные с глобальной нестабильностью, и выгоды, которые может принести регулируемая окружающая среда (ведь в такой среде могли бы расцвести новые бизнесы). Многие экономические расчеты затрат на борьбу с изменением климата никак не учитывают дополнительные потенциальные выгоды для экономики, связанные с инновациями или стабильностью и меньшей зависимостью от других государств. В вопросе о том, как изменится мир, слишком много неизвестных.

Встает также вопрос о том, как следует оценивать и сдерживать те риски, которые пересекают государственные границы.

Представьте, что черные дыры действительно представляли бы угрозу для планеты. Мог бы ктонибудь на Гавайях успешно судиться с организацией, проводящей эксперименты в Женеве? При существующих законах это невозможно, но не исключено, что успешный судебный иск такого рода мог повлиять на финансирование эксперимента США.

Распространение ядерных технологий — еще один вопрос, где на кону оказывается глобальная стабильность. Но мы лишь в ограниченной степени можем контролировать опасности, которые зарождаются по ту сторону наших государственных границ. И изменение климата, и распространение ядерных технологий относятся к тем вопросам, которые каждое государство решает самостоятельно, однако порождаемые ими опасности угрожают не только создавшим их организациям или странам. Политическая проблема — что делать, когда риски выходят за пределы границ или законных юрисдикций — не имеет простого решения. Очевидно, однако, что вопрос этот чрезвычайно важен.

Успех CERN как организации по–настоящему международной опирается на объединенные усилия многих стран в достижении общих целей. Каждое отдельное государство, конечно, может попытаться минимизировать свой финансовый вклад, но в остальном здесь не затронуты ничьи индивидуальные интересы. Все страны–участники работают вместе, потому что наука, которую все они ценят, едина. Страны–хозяева — Франция и Швейцария — получают, возможно, чуть большие экономические выгоды за счет рабочих мест и инфраструктуры, но в целом это не игра с нулевой суммой[38]. Ни одно государство здесь не выигрывает за счет других.

Еще одна достойная внимания черта БАКа заключается в том, что Центр и страны–участники несут полную ответственность за любые технические или политические проблемы, связанные с коллайдером. Так, последствия гелиевого взрыва 2008 г. пришлось устранять за счет бюджета Центра. Никто не выигрывает от неполадок или аварий, и уж тем более те, кто работает на коллайдере. В ситуациях, где затраты и выгоды не сбалансированы, а те, кто получает все выгоды, не отвечают полностью за риски, анализ «затраты — выгоды» не слишком полезен.

В любом случае мы хотим избежать моральных ловушек, когда интересы и риски людей не уравновешиваются и у них может появиться желание взять на себя слишком большой риск. Нам нужны правильные мотивирующие схемы.

Возьмем, к примеру, хедж–фонды. Полноправные партнеры получают свой процент каждый год, когда фонд остается с прибылью, но они не платят сравнимых по размеру штрафов, если фонд несет потери или попросту разоряется. Индивидуальные участники сохраняют полученную прибыль, а за неудачи расплачиваются устроители фонда — налогоплательщики. В этих условиях инвесторам выгоднее всего «раскачивать лодку», стимулируя максимальные колебания и нестабильность. Эффективная система и эффективный анализ «затраты — выгоды» должны принимать во внимание такое распределение рисков, вознаграждений и ответственности. Необходимо учитывать различные категории — или масштабы — задействованных в процессе людей.

В банковском деле тоже есть очевидные моральные ловушки, где риски и выгоды не всегда уравновешены. Политика типа «слишком велики, чтобы погибнуть» в сочетании со слабыми рычагами воздействия порождает ситуацию, в которой за потери отвечают одни (налогоплательщики), а максимальную выгоду получают другие (банкиры или страховщики). Можно спорить, насколько необходимы были в 2008 г. бюджетные вливания, но мне кажется, что куда разумнее было бы заранее подстраховаться от подобных ситуаций, уравновесив риск и ответственность.

Все данные об экспериментах на БАКе и о связанных с ними рисках легко доступны. Отчет о безопасности выложен в сеть, и любой может его прочесть. Очевидно, на мой взгляд, что любая организация, которая хотела бы, чтобы в случае чего государство ее выручило, или которая занимается не слишком надежными спекуляциями, должна предоставлять регулирующим органам достаточно данных о себе, чтобы можно было оценить и потенциальные риски, и выгоды. Достоверные данные должны быть доступны, тогда специалисты по ипотеке, регулирующие органы или еще ктото смогут в будущем прогнозировать финансовые, да и другие потенциальные катастрофы.

Конечно, само по себе это не решение, но разобраться в «масштабах», то есть в категориях «кому выгодно» и «кто рискует», а также в границах времени было бы полезно и здесь, хотя бы для того чтобы облегчить анализ и сделать его четче и понятнее. Вопрос масштаба переходит здесь в вопрос о том, с кем связаны расчеты: идет ли речь об отдельном человеке, об организации, о правительстве или о мире в целом; интересно также, какой промежуток времени нас интересует — месяц, год, десять лет? Политика, устраивающая банк Goldman Sachs, может быть не слишком полезна для экономики в целом или для человека, ипотечный кредит которог внезапно приказал долго жить. Это означает, что даже самые точные расчеты гарантируют верный результат лишь в том случае, если применяются к правильно сформулированному и тщательно продуманному вопросу.

Определяя политику, оценивая затраты и выгоды, мы, как правило, склонны отбрасывать возможные выгоды глобальной стабильности и помощи ближнему, причем выгоды не только моральные, но и финансовые. Отчасти это объясняется тем, что эти выгоды трудно оценить количественно, а отчасти тем, что делать оценки и применять четкие подходы в нашем стремительно меняющемся мире непросто. И все же ясно, что самые надежные правила — те, что учитывают все возможные выгоды, а не только выгоды отдельных людей, организаций или государств; не исключено даже, что мир с такими правилами действительно станет лучше.

Кроме того, при расчете затрат и выгод и при подготовке политических решений значение имеют и временные рамки, и исходные данные, на которые опираются те, кто принимает решения. Все это мы видели в ходе недавнего финансового кризиса. Временной масштаб имеет значение и в других ситуациях, поскольку чересчур поспешные действия могут повысить риски, а своевременные и стремительные операции — увеличить выгоды (или прибыли). Известно, что быстрые продажи позволяют более эффективно устанавливать котировки, но такие молниеносные операции совсем не обязательно приносят пользу экономике в целом.

Один специалист по инвестициям долго объяснял мне, как важно иметь возможность в любой момент продать акции; тем не менее мне так и не удалось понять, зачем продавать их через несколько секунд после покупки, кроме, разумеется, того факта, что он лично и его банк могут сделать на этом деньги. Подобные сделки в краткосрочной перспективе приносят банкирам и их организациям серьезную прибыль, но в целом они ослабляют финансовый рынок. Да, банкир, о котором шла речь, за один год принес своему банку 2 млрд долларов, так что его работодатели могут не согласиться с моим предположением, но с ним наверняка согласятся те, кому приходится в конечном итоге оплачивать потери, последовавшие за этими сверхприбылями.